ZigBee遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、目前,我國(guó)的供熱系統(tǒng)還主要是粗放式模式管理,以供暖面積進(jìn)行結(jié)算,這種方式不僅造成了能源大量的浪費(fèi),也不利于節(jié)能環(huán)保。按熱量分戶(hù)計(jì)量的智能供熱系統(tǒng)正在興起,其核心是遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。本文提出了基于ZigBee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng),ZigBee作為一種新興的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),具有低功耗、低速率、低成本等特點(diǎn),適用于通信數(shù)據(jù)量不大,數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)較低的工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控、無(wú)線(xiàn)抄表等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。
　　首先,對(duì)ZigBee協(xié)議棧中的物理層、MA

2、C層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等各層協(xié)議進(jìn)行了研究分析,并對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的三種基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及樹(shù)型路由協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了“一區(qū)多網(wǎng)”的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞桨?對(duì)傳統(tǒng)的抄表系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn),在無(wú)需更換原有熱表的基礎(chǔ)上,利用現(xiàn)有儀表總線(xiàn),完成無(wú)線(xiàn)抄表,取代了以往一表一ZigBee模塊和一總線(xiàn)一GPRS模塊的抄表方案,簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,大大節(jié)約了使用成本。
　　其次,進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集器、區(qū)域集中器以及電磁閥控制

3、電路的硬件設(shè)計(jì),并對(duì)傳統(tǒng)ZigBee無(wú)線(xiàn)模塊進(jìn)行了優(yōu)化,增加了CC2591射頻前端,擴(kuò)大了通信距離。在區(qū)域集中器中采用了MSP430F2618作為核心處理器,對(duì)整個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,數(shù)據(jù)采集底板上設(shè)計(jì)了M-Bus接口部分,增加了電磁閥控制電路,可以通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制熱力管道閥門(mén)的狀態(tài)。對(duì)各模塊的供電部分設(shè)計(jì)了不同的方案,以滿(mǎn)足復(fù)雜工作環(huán)境下的需要,在進(jìn)行各部分電路器件的選型時(shí),充分考慮了系統(tǒng)低功耗的特點(diǎn),選擇了低功耗的器件和

4、芯片,設(shè)計(jì)中利用了AltiumDesigner10軟件繪制了各個(gè)模塊的原理圖。
　　最后,通過(guò)Z-Stact協(xié)議棧架構(gòu),網(wǎng)絡(luò)的建立,節(jié)點(diǎn)加入以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀麟A段的研究分析,對(duì)系統(tǒng)各部分進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。然后,進(jìn)行了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)傳實(shí)驗(yàn),利用PacketSniffer軟件對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析,完成網(wǎng)絡(luò)的性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,系統(tǒng)方案可行,軟硬件設(shè)計(jì)合理,各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。本設(shè)計(jì)還可以應(yīng)用于各類(lèi)水、電、氣表為終端的無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng),在物